本发明涉及点火燃烧和裂解实验系统领域，尤其涉及一种适用于高压点火实验及单脉冲裂解实验的激波管实验装置。
背景技术：
1、激波管是可以瞬间产生高温高压的实验设备，可以在微秒量级的时间内将物质均匀加热到极高的温度，是将被测燃料急速加热到高温高压的理想反应器，在航天推进剂领域可以准确测量待测燃料的点火延迟时间或分析燃烧裂解产物。而点火延迟时间的控制对于确保推进剂在所需时刻点燃并产生推力至关重要，延迟时间的长短可能会影响火箭或发动机的性能、稳定性和安全性，且可用于构建燃料燃烧反应动力学机理。
2、传统的激波管通常只能进行一种类型的实验，对于裂解和点火这两种类型的实验，往往需要两套不同的实验装置，对于研究同一种燃料的裂解与点火特性所提供的实验环境一定有所差异，误差较大；并且只能进行较低压力且较低温度下(低于2500k温度、低于40个大气压的范围内)的点火延迟时间测试实验。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明的目的是提供一种适用于高压点火实验及单脉冲裂解实验的激波管实验装置，以解决现有研究燃料点火与裂解特性时需要两套装置，可对比性不高等问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种激波管实验装置，其特征在于，能实现高压点火实验系统、单脉冲裂解实验系统的切换；
4、当所述激波管实验装置用作高压点火实验系统时，包括：
5、激波管管体；所述激波管管体包括高压段、中间段、低压段，还包括二通段，其中二通段与中间段和低压段分别通过法兰连接，中间段上设置有电磁阀；
6、预配气系统；所述预配气系统包括氧化剂气瓶、稀释气瓶和混气瓶，其中混气瓶上设置有开口，用于充入燃料；氧化剂气瓶与稀释气瓶通过管道将氧化剂和稀释气充入混气瓶，混气瓶与低压段通过管道连接；
7、真空与供压系统；所述真空与供压系统包括真空泵、抽气泵、驱动气瓶，所述真空泵通过抽气管连接高压段和中间段；抽气泵通过抽气管连接低压段，真空泵与抽气泵用于将激波管管体内抽为真空环境；驱动气瓶通过管道连接高压段和中间段，用于向高压段和中间段充入驱动气体从而提供所需压力；
8、当所述激波管实验装置用作单脉冲裂解实验系统时，在上述结构的基础上，用三通段和泄气罐替换二通段，其中三通段与中间段、低压段、泄气罐分别通过法兰连接。
9、进一步地，所述信息采集系统包括pcb压力传感器、pcb恒流源信号调理器、电子计算机和气相色谱仪、质谱联用仪；
10、所述pcb压力传感器设置在低压段上，用于测量不同位置的激波；pcb恒流源信号调理器与pcb压力传感器数据连接，用于补偿传感器信号；气相色谱仪和质谱联用仪用于分析产物气体的物性参数；电子计算机与pcb恒流源信号调理器、色相色谱仪、质谱联用仪数据连接，用于分析反应机理与特性。
11、进一步地，真空泵与抽气泵还用于抽除低压段内产生的废气。
12、进一步地，真空与供压系统还包括真空规，真空规安装在连接抽气泵与低压段的抽气管上，用于监测激波管管体内部的真空度。
13、进一步地，所述物性参数包括产物气体的自由基浓度、组成及组分含量。
14、当进行高压点火实验系统与单脉冲裂解实验系统的转换时，将二通段或三通段处的法兰连接松开以进行切换，若进行单脉冲裂解实验，则将三通段与泄气罐处的法兰对齐，再与中间段和低压段处的法兰对齐进行安装；若进行高压点火实验，则松开三通段处的法兰，卸下三通段与泄气罐，将二通段与中间段和低压段(11)通过法兰连接。
15、进一步地，所述法兰的连接处都设置有垫圈。
16、当激波管实验装置用作高压点火实验系统时，实验过程包括：
17、步骤1、计算出设定工况条件下高压段的驱动气体压力与低压段的实验气体压力，然后根据破膜的压力差选择合适的膜片；
18、步骤2、将膜片分别安装在高压段与中间段中间、中间段与二通段中间；
19、步骤3、使用真空泵与抽气泵将激波管管体抽至真空；
20、步骤4、将混气瓶内预先混合好的实验气体充入低压段和二通段至指定压力；
21、步骤5、将驱动气体分别充入到中间段与高压段至指定的压力，之后打开中间段的电磁阀进行泄压，使得高压段与中间段的压力差瞬间增大，使高压段与中间段中间的膜片破裂，接着二通段与中间段之间的膜片也在压力差的作用下破裂，形成激波；
22、步骤6、激波形成之后，根据pcb压力传感器采集的数据计算入射激波的运行速度并判定点火延时。
23、当激波管实验装置用作单脉冲裂解实验系统时，实验过程包括：
24、步骤1、计算出设定工况条件下高压段的驱动气体压力与低压段的实验气体压力，然后根据破膜压力差选择合适的膜片；
25、步骤2、将膜片分别安装在高压段与中间段中间、中间段与三通段中间；
26、步骤3、使用真空泵与抽气泵将激波管管体抽至真空；
27、步骤4、将稀释气瓶内的气体充入低压段至指定压力，随后通过抽气泵将三通段和低压段抽至真空，将混气瓶内预先混合好的实验气体充入低压段和三通段至指定压力；
28、步骤5、将驱动气体分别充入到中间段与高压段至指定的压力，之后打开中间段的电磁阀进行泄压，使得高压段与中间段的压力差瞬间增大，使高压段与中间段中间的膜片破裂，接着三通段与中间段之间的膜片也在压力差的作用下破裂，形成激波；
29、步骤6、激波形成之后，根据pcb压力传感器采集的数据计算入射激波的运行速度；并根据气相色谱仪和质谱联用仪(18)采集的数据对裂解产物进行定性及定量分析。
30、进一步地，所述膜片是铝膜片。
31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32、本发明的激波管实验装置可同时适用于单脉冲裂解实验系统和高压点火实验系统，将高压点火和单脉冲裂解两种不同类型的实验集中于一套实验装置，且切换的方式方便、快捷；能够大大降低实验所需成本，且对于同一种燃料而言，可以对于其点火燃烧特性有与裂解特性有更好的可对比性，能够进一步了解其反应机理。
1.一种激波管实验装置，其特征在于，能实现高压点火实验系统、单脉冲裂解实验系统的切换；
2.根据权利要求1所述的激波管实验装置，其特征在于，还包括信息采集系统，所述信息采集系统包括pcb压力传感器(12)、pcb恒流源信号调理器(15)、电子计算机(16)和气相色谱仪(17)、质谱联用仪(18)；
3.根据权利要求1或2所述的激波管实验装置，其特征在于，所述真空泵(1)与所述抽气泵(14)还用于抽除所述低压段(11)内产生的废气。
4.根据权利要求1或2所述的激波管实验装置，其特征在于，所述真空与供压系统还包括真空规(13)，所述真空规(13)安装在连接所述抽气泵(14)与所述低压段(11)的抽气管上，用于监测所述激波管管体内部的真空度。
5.根据权利要求2所述的激波管实验装置，其特征在于，所述物性参数包括产物气体的自由基浓度、组成及组分含量。
6.根据权利要求1或2所述的激波管实验装置，其特征在于，当进行所述高压点火实验系统与所述单脉冲裂解实验系统转换时，将所述二通段(7)或三通段(8)处的法兰连接松开以进行切换，若进行所述单脉冲裂解实验，则将所述三通段(8)与所述泄气罐(9)处的法兰对齐，再与所述中间段(6)和所述低压段(11)处的法兰对齐进行安装；若进行所述高压点火实验，则松开所述三通段(8)处的法兰，卸下所述三通段(8)与所述泄气罐(9)，将所述二通段(7)与所述中间段(6)和所述低压段(11)通过法兰连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的激波管实验装置，所述法兰的连接处都设置有垫圈。
8.根据权利要求1所述的激波管实验装置，其特征在于，所述激波管实验装置用作所述高压点火实验系统时，实验过程包括：
9.根据权利要求1所述的激波管实验装置，其特征在于，当所述激波管实验装置用作所述单脉冲裂解实验系统时，实验过程包括：
10.根据权利要求8或9所述的激波管实验装置，其特征在于，所述膜片是铝膜片。
